Électronique hybride flexible (FHE) : révolutionner la fabrication avec une nouvelle plateforme électronique

L'électronique hybride flexible (FHE) est un processus innovant qui combine des éléments de l'industrie électronique avec ceux de l'industrie de l'impression de haute précision.

Avec la FHE, les fabricants peuvent créer des capteurs plus légers, qui épousent les courbes du corps humain ou s'étirent sur la forme d'un objet ou structure – tout en préservant l'intégrité opérationnelle complète des architectures électroniques traditionnelles.

En intégrant des composants silicium ultra-minces par manipulation de haute précision ; en imprimant avec des encres conductrices et actives ; et en collant sur substrats extensibles, les technologies hybrides flexibles révolutionneront la façon dont l'électronique est utilisée. La FHE sortira l'électronique « de la boîte » pour l'intégrer directement dans les wearables, articles manufacturés et structures.

Nouveaux financements de recherche propulsant l'innovation

En août 2015, le Department of Defense a créé un nouvel Institut d'Innovation Manufacturière pour la FHE, dirigé par un consortium de 162 entreprises, organisations à but non lucratif, laboratoires et universités, basé à San Jose, CA, au cœur de la Silicon Valley. Lancé avec un investissement total de plus de 171 millions de dollars, 75 millions en fonds fédéraux et plus de 96 millions en contributions non-fédérales, c'était le premier institut manufacturier lancé avec siège sur la côte ouest.

Le consortium gagnant a uni de grandes entreprises d'électronique et semiconducteurs comme Applied Materials, Apple, United Technologies, Hewlett Packard et Qualcomm avec des utilisateurs finaux comme Boeing, General Motors, Cleveland Clinic, Corning et Motorola. Le résultat final étant de pouvoir intégrer ces électroniques flexibles et pliables dans tout, des dispositifs médicaux aux jets supersoniques, tout en s'appuyant sur la recherche de pointe des universités partenaires comme Stanford, UC Berkeley, Harvard et MIT.

L'avenir de la FHE

Les applications d'électronique flexible et imprimée deviennent réelles. Les prévisionnistes prédisent un marché de près de 30 milliards de dollars pour les appareils connectés à internet dans un secteur combiné industrie et consommation. Parmi ceux-ci, la santé est actuellement le segment FHE le plus fort, où la performance est de la plus haute valeur et la fiabilité est critique vie-ou-mort.

En empaquetant des composants électroniques sur un substrat extensible flexible, les technologies rendues possibles par ces processus de fabrication innovants préserveront le fonctionnement complet des circuits électroniques traditionnels dans des architectures portables et conformables. Ces dispositifs hautement fonctionnels peuvent être attachés à des formes courbes, irrégulières et étirés sur des bâtiments, objets et humains, menant à des applications 21e siècle incluant :

• Révolutionner les dispositifs portables d'information électronique pour surveiller signes vitaux et états physiques afin d'optimiser décisions santé et modes de vie.
• Améliorer dramatiquement la livraison de technologie médicale – via biomarqueurs et implants – qui peuvent surveiller signes vitaux pour les personnes âgées, celles avec conditions chroniques, et nos soldats au combat.
• Permettre des capteurs embarqués pour surveiller l'état d'automobiles et avions commerciaux opérant dans environnements hostiles comme pressions sous-marines ou températures extrêmes.
• Améliorer les opérations de sécurité, avec applications en robotique légère, imagerie et détection de nouvelle génération, utilisées sur tout le spectre des systèmes terrestres, aériens, maritimes et spatiaux.
• Réduire dramatiquement la taille et le poids des systèmes électroniques via électronique qui s'adapte à des formes complexes comme ailes d'avion ou plateformes de véhicules sans pilote, et intégrer l'électronique dans vêtements et tissus.

La demande est forte pour augmenter la fabricabilité de tous ces produits. Les efforts de recherche actuels visent à baisser le prix unitaire et augmenter la valeur pour le client. Le résultat sera des produits intelligents légers, peu coûteux, flexibles, confortables, extensibles et hautement efficaces avec d'innombrables usages dans les applications consommation, commerciales et militaires.